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推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、提升城市治理效能、助力國(guó)家公園生態(tài)環(huán)境保護(hù)……數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)拓寬,有效賦能各行各業(yè)發(fā)展。
近日,記者走進(jìn)浙江、山東、湖北三地,實(shí)地探訪數(shù)字孿生技術(shù)為當(dāng)?shù)貛淼男伦兓?/p>
數(shù)字孿生技術(shù),是指通過建立三維數(shù)字化模型,打通物理世界和數(shù)字世界,實(shí)現(xiàn)虛實(shí)融合的復(fù)合技術(shù)。推動(dòng)制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、提升城市治理效能、助力國(guó)家公園生態(tài)環(huán)境保護(hù)……作為新興的數(shù)字技術(shù),數(shù)字孿生技術(shù)的蓬勃發(fā)展有效賦能千行百業(yè)的發(fā)展。隨著應(yīng)用場(chǎng)景持續(xù)探索拓寬,數(shù)字孿生技術(shù)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。
數(shù)字孿生技術(shù)在各地有哪些應(yīng)用實(shí)踐?記者進(jìn)行了采訪。
三維展示“智”造升級(jí)
數(shù)字轉(zhuǎn)型有了新抓手
走進(jìn)山東金鼎礦業(yè)有限責(zé)任公司淄博礦區(qū),指揮調(diào)度中心內(nèi),3名工作人員緊盯著眼前的一塊屏幕。仔細(xì)一瞧,屏幕上13個(gè)礦井重點(diǎn)區(qū)域一目了然,井下設(shè)備、人員及安全生產(chǎn)狀態(tài)等信息也一覽無余。
3個(gè)人,不下井,何以監(jiān)管這偌大的礦區(qū)?“秘訣就在于我們背后的‘虛擬礦區(qū)’。”海爾集團(tuán)旗下卡奧斯裝備行業(yè)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人劉軍解釋道:“我們以數(shù)字孿生技術(shù)為支撐,為山東金鼎打造了一個(gè)和真實(shí)礦區(qū)一模一樣的虛擬‘孿生兄弟’,簡(jiǎn)單而言,就是將井下場(chǎng)景建模、全景還原,使礦區(qū)以可視化效果呈現(xiàn)。”
“虛擬礦區(qū)”怎么用?“我們將數(shù)據(jù)集成到數(shù)字孿生可視化集中管控平臺(tái),以直觀的三維可視化界面與真實(shí)礦區(qū)環(huán)境建立交互。”劉軍說,透過一塊屏幕,監(jiān)管人員可全方位無死角地感知著礦區(qū)的“風(fēng)吹草動(dòng)”,響應(yīng)各生產(chǎn)系統(tǒng)的預(yù)警和告警事件,調(diào)度相關(guān)生產(chǎn)單位及時(shí)處理,極大提高了管控效率。
近年來,山東打出數(shù)字賦能增效組合拳,深入實(shí)施制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型三年行動(dòng)。如今,數(shù)字孿生技術(shù)逐步推廣應(yīng)用,不但讓企業(yè)的監(jiān)管水平有了質(zhì)的提升,還有效推動(dòng)了“智”造升級(jí)。
2021年10月27日,在北京冬奧會(huì)開幕倒計(jì)時(shí)100天之際,中國(guó)自主設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造的雪蠟車正式交付使用。這輛外表看似不起眼的雪蠟車,里面卻“別有洞天”,包括了車載平臺(tái)、新能源動(dòng)力系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)……
此前,雪蠟車的核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外壟斷。“雪蠟車設(shè)計(jì)之初,國(guó)內(nèi)沒有圖紙可參考,沒有經(jīng)驗(yàn)可借鑒,時(shí)間緊、任務(wù)重,設(shè)計(jì)工作十分艱難。”卡奧斯物聯(lián)科技股份有限公司副總經(jīng)理謝海琴說,研制過程中數(shù)字孿生技術(shù)“派上了用場(chǎng)”。
“我們運(yùn)用數(shù)字孿生等技術(shù),迅速推演出雪蠟車的整體布局及功能分區(qū),使首臺(tái)雪蠟車的研發(fā)時(shí)間減少60%以上。”謝海琴介紹。
“云端”城市實(shí)時(shí)感知
城市治理有了新突破
上午9時(shí)22分,湖北省襄陽市襄州區(qū)張灣街道辦事處,綜合執(zhí)法中心工作人員張健的手機(jī)突然振動(dòng)起來,“智慧城管”APP提醒他有一條市容環(huán)衛(wèi)類督辦工單待處理。
原來,智能AI攝像頭抓拍到航空路怡美家園小區(qū)門口有幾輛共享單車違規(guī)停放。騎上巡邏電動(dòng)車,他馬上趕赴現(xiàn)場(chǎng)。
與此同時(shí),襄州區(qū)智慧城管平臺(tái)中控室,操作員黃濤正在電腦上察看現(xiàn)場(chǎng)處置情況。9時(shí)34分,停車位傳感器實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù),在張健的歸置下,屏幕上標(biāo)紅的共享單車一輛輛變綠,規(guī)范地停放在圍欄內(nèi)。
這是怎么實(shí)現(xiàn)的?
黃濤點(diǎn)擊鼠標(biāo),中控室大屏幕上呈現(xiàn)出一座“虛擬襄州”。放大細(xì)看,城區(qū)的道路、樓房、商鋪乃至路燈、井蓋等都一一呈現(xiàn)。據(jù)了解,這是湖北省首個(gè)5G智慧城管數(shù)字孿生三維全景平臺(tái)。
平臺(tái)管理負(fù)責(zé)人江銳介紹,為確保“虛擬襄州”能夠還原城市實(shí)景,當(dāng)?shù)嘏c湖北省移動(dòng)公司和省地質(zhì)部門合作,通過5G+北斗高精度定位技術(shù),對(duì)城市風(fēng)貌進(jìn)行數(shù)字掃描,并對(duì)160余種城市基礎(chǔ)設(shè)施開展定期普查,讓數(shù)字模型更新跟得上實(shí)體城市的發(fā)展腳步。
江銳說,數(shù)字孿生城市是基于建筑信息模型(BIM)、地理信息系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)構(gòu)建的“有機(jī)綜合體”,實(shí)體城市內(nèi)接入的各類智能設(shè)備可與平臺(tái)深度互動(dòng),賦能城市治理。
“以共享單車管理為例,在智慧城管平臺(tái),各類單車廠家、牌號(hào)、路段位置等信息一目了然,內(nèi)容呈現(xiàn)也從二維升級(jí)到三維。”襄州區(qū)城管局副局長(zhǎng)葛海兵說,依托數(shù)字孿生城市,散布在主城區(qū)的200多個(gè)智能AI高位攝像頭可以做到準(zhǔn)確定位,捕捉大街小巷的突發(fā)狀況;全區(qū)12000多個(gè)路邊停車泊位通過攝像頭和地面磁釘?shù)仍O(shè)備能實(shí)時(shí)掌握停車情況并自動(dòng)計(jì)費(fèi);灑水車、環(huán)衛(wèi)車可根據(jù)路況信息及時(shí)調(diào)整作業(yè)路線,避免影響行人和車輛……
一旦發(fā)現(xiàn)問題,平臺(tái)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)將立即下達(dá)處置指令等信息至相關(guān)部門和責(zé)任人,由他們第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)處置。“一般事件,1小時(shí)內(nèi)可以處理完成,比傳統(tǒng)人工處置效率提升1倍以上。平臺(tái)操作員就像在‘云端’工作,整個(gè)城市情況盡收眼底,隨時(shí)可管理調(diào)度;城管執(zhí)法也從‘人防’轉(zhuǎn)變?yōu)?lsquo;技防’,提高了社會(huì)治理效能。”葛海兵說。
目前,襄州區(qū)智慧城管平臺(tái)正逐步探索社區(qū)安保、旅游服務(wù)等多領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景。江銳介紹,平臺(tái)已與襄陽市“一網(wǎng)統(tǒng)管”主平臺(tái)對(duì)接,綜合利用城管、氣象、環(huán)保、交通、公安等部門的23.6億條數(shù)據(jù)和5.8萬余路視頻資源,對(duì)城市24小時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)字化呈現(xiàn),提高了城市治理的精細(xì)化、智能化水平。
環(huán)境監(jiān)測(cè)科學(xué)管護(hù)
生態(tài)保護(hù)有了新思路
前不久,浙江麗水百山祖國(guó)家公園龍泉片區(qū)海拔近1800米的高山濕地中,一對(duì)棕褐色羽毛、橙黃腳掌的斑嘴鴨,正在草叢間的水域里散步覓食。
這一幕被野外攝像頭拍攝下來,通過物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備和數(shù)字孿生應(yīng)用平臺(tái),將時(shí)間、地點(diǎn)以及氣象水文信息,一并傳回了系統(tǒng)。
“這是自保護(hù)區(qū)成立以來,首次在高海拔地區(qū)監(jiān)測(cè)到斑嘴鴨,為我們研究其遷徙規(guī)律、生活習(xí)性,提供了很多有價(jià)值的信息。”百山祖國(guó)家公園龍泉保護(hù)中心工程師葉立新說。
去年11月,龍泉市國(guó)家公園數(shù)字孿生應(yīng)用“江浙之巔”正式上線。得益于衛(wèi)星遙感、物聯(lián)設(shè)備、無人機(jī)等前端感知感應(yīng)設(shè)備,“江浙之巔”實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)家公園“天上看、空中探、地上查、網(wǎng)上管”的一體化智能感知。
在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)模塊,記者看到了無人機(jī)在高山巡護(hù)時(shí)傳回的實(shí)時(shí)畫面,一只松鴉正在山林間游蕩。目前,龍泉保護(hù)中心已經(jīng)陸續(xù)監(jiān)測(cè)到國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物黑麂,以及黃腹角雉、穿山甲等多種野生動(dòng)物,可隨時(shí)查看視頻和照片,并對(duì)物種出現(xiàn)頻率、位置等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
不僅如此,依托感知監(jiān)測(cè)體系,系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)回傳現(xiàn)場(chǎng)的生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)、電子圍欄卡口監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及立體巡護(hù)數(shù)據(jù)。“江浙之巔”數(shù)字孿生應(yīng)用管理員方萬力介紹,系統(tǒng)可以整合多維度的數(shù)據(jù),全面準(zhǔn)確掌握公園情況,同時(shí)減少了人為活動(dòng)干擾,維護(hù)了森林生態(tài)系統(tǒng)健康穩(wěn)定。
自管理端應(yīng)用上線以來,截至5月23日,已獲取生物多樣性數(shù)據(jù)17935條,監(jiān)測(cè)百山祖國(guó)家公園內(nèi)動(dòng)物120種,其中重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物30種;卡口記錄車輛信息55543車次,人員信息7191人次;巡護(hù)系統(tǒng)在線巡護(hù)人員67人,巡護(hù)里程累計(jì)36989千米,巡護(hù)時(shí)長(zhǎng)累計(jì)18723小時(shí);獲取空氣質(zhì)量、氣象、水質(zhì)、濕地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)300萬余條。
如今,“江浙之巔”數(shù)字孿生系統(tǒng)已完成“一艙兩端”應(yīng)用體系構(gòu)建,除了指揮駕駛艙和管理端應(yīng)用場(chǎng)景外,面向公眾的移動(dòng)互聯(lián)體驗(yàn)場(chǎng)景也隨之上線。
“通過VR技術(shù)能沉浸式游覽國(guó)家公園內(nèi)的景點(diǎn),還可以選擇自己感興趣的類別,查看科普內(nèi)容。”杭州游客葉靜怡拿著手機(jī)給記者展示,進(jìn)入“浙里辦”應(yīng)用程序,在首頁搜索“江浙之巔”,國(guó)家公園的游覽路線、配套設(shè)施、旅游指數(shù)、氣象風(fēng)險(xiǎn)等信息一應(yīng)俱全。
“‘江浙之巔’數(shù)字孿生系統(tǒng)基于多源海量的數(shù)據(jù)分析,輔助國(guó)家公園管理人員科學(xué)決策。同時(shí)公眾服務(wù)端全方位展示了園區(qū)自然科普信息,有助提高公眾保護(hù)意識(shí)。”百山祖國(guó)家公園龍泉保護(hù)中心黨組書記李先頂說。